Основы технологии приборостроения курсовая. Курсовая ОТП шаблон. Курсовая работа по дисциплине Основы технологии приборостроения разработка технологического
Скачать 0.6 Mb.
|
|
C | 0,42 – 0,5 |
Si | 0,17 - 0,37 |
Mn | 0,5 - 0,8 |
Ni | до 0,25 |
S | до 0,04 |
P | до 0,035 |
Cr | до 0,25 |
Cu | до 0,25 |
As | до 0,08 |
Fe | 97 |
| | | | | |
| | | | | Таблица 1.2. – Механические свойства стали 45[1]. |
ГОСТ
Состояние поставки, режим термообработки
Сечение, мм
σ0,2 (МПа)
σв(МПа)
δ5 (%)
1050-88
Пруток. Закалка 850 °С, вода. Отпуск 450 °С, вода.
15
830
980
10
σ0,2 – предел текучести условный, МПа;
σв – временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа;
δ5 – относительное удлинение после разрыва, %.
Удельный вес: 7826 кг/м3
Твердость материала: НВ 10-1 = 170 Мпа.
Обрабатываемость резанием: в горячекатаном состоянии при НВ 170-179 и σв = 640 МПа.
НВ – твердость по Бринеллю.
Оценка технологичности конструкции детали по дополнительным показателям
Таблица 2.1 Спецификация поверхностей детали, требующих
механической обработки
№ п/п | Наименование поверхности | Количество | Количество унифицир. элементов | Квалитет точности | Параметр шероховат. Rа, мкм | ||||
1. | Наружная цилиндрическая поверхность 52h11 | 1 | | 11 | 5 | ||||
2. | Наружная цилиндрическая поверхность 52h14 | 1 | | 14 | 10 | ||||
3. | Отверстие 32H14 | 1 | | 14 | 10 | ||||
4. | Отверстие 20H7 | | 1 | 7 | 1,25 | ||||
5. | Наружная цилиндрическая поверхность под резьбу М33х1,5-6g | 1 | | 11 | 5 | ||||
6. | Резьба М33х1,5-6g | 1 | 1 | --- | 2,5 | ||||
7. | Внешний торец со стороны 52h11 – 54h14 | 1 | | 14 | 5 | ||||
8. | Внешний торец со стороны резьбовой поверхности – 54h14 | 1 | | 14 | 10 | ||||
9. | Торец уступа – 40H14 | 1 | | 14 | 10 | ||||
10. | Торец уступа – 28H9 | 1 | | 9 | 2,5 | ||||
11. | Торец уступа – 10H14 | 1 | | 14 | 10 | ||||
12. | Канавка 32,5x3x90 | 2 | 1 | 14 | 10 | ||||
13. | Канавка 30x2,5x45 | 2 | 1 | 14 | 10 | ||||
14. | Фаска – 1x45 | 1 | 1 | 14 | 10 | ||||
15. | Фаска – 1,6x45 | 1 | 1 | 14 | 10 | ||||
| N | Nуэ | Аср | Бср | |||||
17 | 6 | 12,8 | 7,7 |
Средний квалитет точности обработки АСР
7*1 + 9*1 + 11*2 +14*12
Аср =
= 12,8
17 - 1
Средняя шероховатость поверхностей детали БСР
1,25 + 2,5*2 + 5*3 + 10*11
= 7,7
Бср =
17
Таблица 2.2 – Оценка технологичности конструкции детали
Наименование и № детали | ТПП.02.200100.00.02 ВТУЛКА | |||
Материал детали | Сталь 45 | |||
Вид исходной заготовки | Круглый прокат обычной точности | |||
№ п/п | Наименование показателя | Обозначе- ние | Числ. знач. | |
1. | Общее количество поверхностей, требующих механической обработки | N, шт | 17 | |
2. | Количество унифицированных элементов детали, получаемых механической обработкой | Nуэ, шт | 6 | |
3. | Средний квалитет точности | Аср, шт | 12,8 | |
4. | Средняя шероховатость поверхности детали в Rа | Бср, шт | 7,7 | |
5. | Количество поверхностей детали, имеющих допуск формы и расположения (включая базовую поверхность) | Nф, шт | 4 | |
6. | Коэффициент унификации конструкторских элементов детали, Куэ (Куэ > 0,6 - технологично) | Куэ=Nуэ/N | 0,35 | |
7. | Коэффициент точности обработки, Кт (Кт > 0,8 - технологично) | Кт=1-1/Aср | 0,93 | |
8. | Коэффициент шероховатости поверхностей детали, Кш (Кш < 0,32 - технологично) | Кш=1/Бср | 0,87 | |
9. | Коэффициент точности формы и расположения поверхностей, Кф (Кф > 0,8-технологично) | Кф=1-Nф/N | 0,77 | |
Выводы относительно технологичности конструкции детали Конструкция крышки имеет недостаточную технологичность по количеству используемых унифицированных элементов: Куэ = 0,35 < 0,6 и по коэффициенту точности формы и расположения поверхностей: Кф = 0,77 < 0,8 По точности обработки и шероховатости поверхностей конструкция крышки отвечает критериям технологичности: Кт = 0,92 > 0,8; Кш = 0,14 < 0,32 |
Расчет припусков и разработка конструкции заготовки из проката
Расчет опытно-статистическим методом
Расчетной ступенью для определения диаметра проката является максимальная наружная цилиндрическая поверхность Ø52h11 с шероховатостью Ra = 5 мкм.
Отрезку проката выбираем с помощью резца.
По табл. 5 [5] назначаем припуски на механическую обработку наружной поверхности расчетной ступени, а по табл. 6 [5] – припуски на механическую обработку торцевых поверхностей с помощью резца.
Значения припусков заносим в таблицу.
Таблица 3.1 – Припуски на наружную и торцевые поверхности детали
Диаметр расчетной ступени, мм | Припуски (на диаметр) для наружной поверхности, мм | Припуски (на сторону) для торцевых поверхностей, мм | |
52h11 | 6,0 | Ø52h11 Rа = 5 мкм | ØM33x1,5-6g Rа = 10 мкм |
2,8 | 2,0 |
Рассчитаем размеры заготовки из проката:
Расчет диаметра заготовки
на наружный диаметр расчетной ступени Ø52h11 назначаем припуск на диаметр 6 мм. Расчетный размер – 52 + 6 = 58 мм.
По табл. 1 [5] выбираем пруток из стали горячекатаный круглый ГОСТ 2590-71 обычной точности: .
Расчет длины заготовки
на торцевые поверхности оси назначаем припуски:
со стороны Ø52h11 – 2,8 мм, с другой стороны – 2,0 мм.
Общая длина заготовки:
54 + 2,8 + 2,0 = 58,8 мм.
Округляем до 59 мм.
По таблице 7 [5] назначаем квалитет и основное отклонение на длину заготовки – h14. Линейный размер заготовки из проката – 59-0,740.
Шероховатость наружных и торцевых поверхностей заготовки Ra принимаем 40 мкм.
Кривизна профиля проката обычной точности при длине заготовки 59 мм составляет 59·0,5 = 29,5 мкм.
Расчет расчЕтно-АНАЛИТИЧЕСКИМ методом
Назначение маршрута механической обработки поверхностей расчетной ступени.
Таблица 3.2 – Маршрут механической обработки наружной цилиндрической поверхности Ø52h11 и Ra = 5 мкм
Вид и характер механической обработки | Квалитет точности | Параметр шероховатости Rа, мкм |
Точение черновое | 12 | 10 |
Точение чистовое | 11 | 5 |
С учетом специфики обработки тела вращения в трехкулачковом патроне величину припуска Zi рассчитывают по формуле:
, (3.1)
где Rz(i-1) –высота микронеровностей на поверхности на предшествующем переходе;
h(i-1) – толщина дефектного слоя, полученная на предшествующем переходе, например, обезуглероженный или наклепанный слой (это слагаемое не учитывается для деталей после термообработки);
ΔΣ(i-1) – суммарные отклонения расположения поверхности на предшествующем переходе (отклонения от соосности и прямолинейности оси, позиционные отклонения);
εi – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе;
ТА(i-1) – допуск операционного размера на предшествующем переходе.
(при определении припуска на первый черновой переход для наружной цилиндрической поверхности учитывается только минусовая его составляющая )
Определение припуска на чистовое точение и операционного размера после чернового точения.
В результате чернового точения наружная цилиндрическая поверхность расчетной ступени имеет следующие параметры (табл. 7) Rz = 40 мкм; h = 60 мкм
По табл. 8 после чернового точения удельная кривизна оси заготовки равна ∆k = 0,20 мкм/мм
lк = 54 + 10 = 64 мм.
ε = 0
ТА = 300 мкм
Z = 2(40 + 60 + 13) + 300 = 526 мкм
A = 52 + 0,526 = 52,526 мм
Определение припуска на черновое точение и требуемого размера заготовки из проката
Для стального проката обычной точности поверхность проката имеет параметры (табл. 7): Rz = 200 мкм; h =250 мкм.
По табл. 8 удельная кривизна оси заготовки равна ∆k = 0,9 мкм/мм
Погрешность установки ε при закреплении заготовки в трехкулачковый патрон категории Н находим по табл. 9[1].
Допуск на стальной прокат обычной точности выбираем из табл. 1. для диапазона размеров 26÷48 равным = -1,0
lк = 54 + 10 = 64 мм.
ε = 500 мкм
ТА = 300 мкм
Z = 2(200 + 250 + ) + 1000 = 2(200+250+503) + 1000 = 2906 мкм
Aзаг = 52,526 + 2,906 = 55,432 55,4 мм
Zo = 2,906 + 0,526 = 3,432 3,4 мм
По табл. 1 выбираем сталь горячекатаную круглую ГОСТ 2590-88 обычной точности: Ø .
Таблица 3.3 – Результаты расчета операционных размеров при выборе заготовки из проката для обработки наружной цилиндрической поверхности
Ø52h11 и Ra = 5 мкм
№ п/п | Вид исходной заготовки и технологические переходы обработки расчетной ступени | Квалитет | Элементы припуска, мкм | Операционный припуск, Zi, мкм | Размер заготовки и операционный размер, Аi, мм | ||||
RRzi | hi | ΔΣi | εi | TAi | |||||
1. | Прокат обычной точности | 15-16 | 200 | 250 | 58 | 500 | 1000 | 3432 | 55,432 |
2. | Точение черновое | 12 | 40 | 60 | 13 | 0 | 300 | 2906 | 52,526 |
3. | Точение чистовое | 11 | | | | | | 526 | 52 |
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАСЧЕТА ЗАГОТОВКИ РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ
Затраты при опытно-статическом методе
При опытно-статистическом методе расчета был получен необходимый диаметр круга, равный Ø58 мм. Так как кругов такого диаметра не выпускают, рассчитаем затраты при использовании круга с ближайшим производимым диаметром – Ø60 мм.
При программе выпуска в 11000 единиц и при рассчитанной длине заготовки на одну единицу, равную 59 мм необходимая длина круга составляет:
11000 x 0,059 м = 649 м
При рассчитанных длине и диаметре круга, и его плотности равной 7826 кг/м3 общая масса стали 45 составляет:
649 x 3,14 x 0,032 x 7826 = 14 353,46 кг = 14,353 т.
При цене за одну тонну металла Ст45 Ø60, равной 42000р, общая стоимость круга составляет:
14,353т x 42000 = 602 826р
3.3.2 Затраты при расчетно-аналитическом методе
При опытно-аналитическом методе расчета был получен необходимый диаметр заготовки, равный Ø56 мм. При ранее рассчитанной длине необходимой заготовки вышеуказанной плотности общая масса стали составляет:
649 x 3,14 x 0,0282 x 7826 = 12,503 т.
При цене за одну тонну металла Ст45 Ø56, равной 42000р, общая стоимость закупки составляет:
12,503т x 42000 = 525 126р
Таким образом, экономия при втором методе расчета составляет 77 700р или на 12,9% дешевле относительно первого метода.
Цены на Ст45 Ø56 и Ø60 взяты с сайта https://gkmt.ru/cherniy-metall/sortovoi-prokat/45-steel-/
Расчет операционных размеров
Определение и нумерация поверхностей оси, для которых требуется расчет операционных размеров
а) наружные цилиндрические поверхности 52h11 (1), 54h14 (2);
б) торец уступа 28Н9 (3);
в) Отверстие 20H7 (4);
г) резьбовая поверхность М33x1,5-6g (5).
Назначение маршрута механической обработки поверхностей
Маршруты механической обработки наружных цилиндрических поверхностей (1) и (2) втулки, изготовленной из проката, назначаем по табл. 3=1.
а) Для поверхности (1) – 52h11, Ra = 5мкм табл. 3=1 [6]:
1. Точение черновое
Точение чистовое
б) Для поверхности (2) – 54h14, Ra = 5мкм табл. 3=1 [6]:
1. Точение черновое
2. Точение чистовое
в) Для наружной резьбы (5) – M33x1,5-6g, Ra = 2,5мкм, табл. 3=7 [6]
1. Нарезание резьбонарезной головкой.
Диаметр вала под резьбу M33x1,5-6g – 32,85-0,012 табл. 22 [7], что соответствует 11 квалитету и Ra = 5мкм табл. 3=1 [6]
1. Точение черновое
2. Точение чистовое
г) Для торца уступа (3) – 28Н9 c Ra = 2,5 мкм, табл. 3=8 [6]:
1. Точение черновое
2. Точение чистовое
д) Для отверстия (4) – 20H7 с Ra = 1,25 мкм табл. 24 [7]:
1. Сверление
2. Зенкерование чистовое
3. Развертывание черновое
4. Развертывание чистовое
4.3 Назначение межоперационных припусков
Заготовка крепится в патроне без поддержки задним центром. Расчетная длина детали равна удвоенной длине выступающей части табл. 4 [7], которая меньше 100 мм
а) Для наружных цилиндрических поверхностей 52h11(1) и 32,85-0,012 (5):
- на чистовое точение по табл. 2 [7] – 1,5 мм;
б) Для наружной цилиндрической поверхности 54h14 (2):
- на чистовое точение по табл. 2 [7] – 0,8 мм;
- на черновое точение по табл. 2 [7] – 2,2 мм;
в) Для торца уступа (3) – 28Н9 припуски:
- на чистовое подрезание торца по табл. 7 [7] – 0,6 мм;
г) Высота профиля резьбовой поверхности для резьб табл. 3=9 [6]
- для М33х1,5-6g – 0,812 мм.
д) Для отверстия 20H7 (4) [7]:
- на зенкерование чистовое – 2,7 мм
- на развертывание черновое – 0,23 мм
- на развертывание чистовое – 0,07 мм
4.4 Расчет операционных размеров.
а) Для наружной цилиндрической поверхности (1) - 52h11:
- максимальных размер посла чистового точения равен - 52;
- операционный размер после чернового точения
52 + 1,5 = 53,5 мм
б) Для наружной цилиндрической поверхности (2) - 54h14:
- максимальный размер после чистового точения равен – 54;
- операционный размер после чернового точения:
54 + 0,8 = 54,8 мм.
в) Для торца уступа (3) – 28Н9:
- минимальный размер торца после чистового точения равен – 28 мм:
- операционный размер после чернового точения:
28 – 0,6 = 27,4 мм.
г) Для наружной цилиндрической поверхности под резьбу (5) - 32,85-0,012:
- максимальный размер посла чистового точения – 32,85мм;
- операционный размер после чернового точения:
32,85 + 1,5 = 34,35мм
Округляем до 34,4 мм и уточняем припуск на чистовое точение:
34,4 – 32,85 = 1,55мм
д) Для отверстия 20H7 (4) общий припуск на обработку – 2,7 мм
- операционный размер после сверления – 17мм:
- операционный размер после чистового зенкерования – 19,7мм
- операционный размер после чернового развертывания – 19,93мм
- операционный размер после чистового развертывания – 20мм
4.5 Расчет общего припуска на обработку и припуск на первый (черновой) переход
а) Для наружной цилиндрической поверхности (1) - 52h11:
- общий припуск на обработку - 58 – 52 = 6 мм;
- припуск на черновое точение - 58 – 53,5 = 4,5 мм.
Таблица 4.1. – Таблица расчета операционных размеров
№ и наименование детали | Деталь 7 «Втулка» | ||||||
Материал детали | Сталь 45 | ||||||
Вид исходной заготовки | Круглый прокат | ||||||
Способ получения заготовки | Горячекатаный прокат, обычной точности | ||||||
№ пов. | Технологическиймаршрут обработки поверхности | При- пуск, мм | Поле допуска и квалит. | До-пуск,мкм | Операцион-ный размер, мм | Ra, мкм | |
1. | Точение чистовое | 1,5 | h11 | 190 | Ø 52-0,190 | 5 | |
Ø52h11 | Точение черновое | 4,5 | h12 | 300 | Ø53,5-0,300 | 20 | |
| Заготовка | 6,0 | 15-16 | 1400 | Ø | 40 | |
2. | Точение чистовое | 0,8 | h14 | 740 | 54-0,740 | 5 | |
54h14 | Точение черновое | 2,2 | h14 | 740 | 54,8-0,740 | 10 | |
| Заготовка | 3,0 | h14 | 740 | 57,0-0,740 | 40 | |
3. Ø28H9 | Точение чистовое | 0,6 | H9 | 52 | Ø 28+0,052 | 2,5 | |
| Точение черновое | --- | H12 | 210 | Ø 27,4+0,210 | 10 | |
4. Ø20H7 | Развертывание чистовое Развертывание черновое Зенкерование чистовое Сверление | 0,07 0,23 2,7 --- | H7 H9 H11 H14 | 21 52 130 520 | Ø 20+0,021 Ø 19,93+0,052 Ø 19,7+0,130 Ø 17+0,520 | 1.25 2.5 10 40 | |
5. | Нарезание р-н головкой | 0,812 | 6g | --- | M33*1,5-6g | 2,5 | |
M33*1,5-6g | Точение чистовое | 1,55 (1,5) | 11 | 120 | Ø 32,85-0,012 | 5 | |
| Точение черновое | --- | h14 | 620 | Ø 34,4-0,620 | 10 |
Разработка маршрута обработки детали
Таблица 5.1 – Маршрут обработки детали
№ Опера-ции | Наименование операции | Метод базирования и закрепления | Обрабатываемые поверхности |
005 | ТОКАРНО-отрезная | Закрепление круглого проката в 3-х кулачковый патрон | Отрезка заготовки в размер 59-0,740 |
010 | ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНАЯ | Закрепление круглого проката в 3-х кулачковый патрон | - внешний торец со стороны резьбы М33х1,5-6g – 54h14 - наружная цилиндрическая поверхность Ø42h14, - торец уступа 28H9, - канавка Ø30х2,5x45° - наружная резьба М33х1,5-6g, - торец уступа 10H14 - фаска 1,6х45° - внутренняя цилиндрическая поверхность Ø 20H7 под развертывание |
015 | Токарно-винторезная | Закрепление в цилиндрической оправке по валу Ø42 с упором в торец | - внешний торец со стороны Ø 52h11 – 54h14 - внутренняя цилиндрическая поверхность Ø32H14, - торец уступа 40H14, - канавка Ø32,5х3x90°, - фаска 1х45°, - наружная цилиндрическая поверхность Ø52h11, - внутренняя цилиндрическая поверхность Ø20H7 (Развертывание) |
020 | ПромывКА | | |
025 | Технический контроль | | |